Thèmes de recherche
Le cycle de la matière joue un rôle important dans l’évolution des objets astronomiques des petites échelles des étoiles et systèmes planétaires aux grandes échelles des galaxies. Cette matière est intimement couplée aux photons, au champ magnétique et aux rayons cosmiques. Son étude implique de comprendre la nature de ses constituants, leur évolution physico-chimique, la dynamique des milieux associés et leur couplage. Ce domaine va connaître des avancées dans les années à venir avec l’accès aux longueurs d’onde du sub-mm par la mission Herschel/Planck, et l’amélioration des performances des instruments astronomiques en résolution angulaire et en sensibilité de l’IR au mm: JWST, ALMA et à plus lointaine échéance SPICA.
Notre groupe a des compétences originales, reconnues au niveau international, dans l’étude des différents constituants de la matière: gaz, poussière et leur interaction avec le rayonnement, dans l’étude du champ magnétique et de la polarisation de la poussière, et dans celle des rayons cosmiques. Le champ d’applications est vaste puisqu’il s’étend des environnements interstellaires et circumstellaires dans notre Galaxie et dans les galaxies extérieures, aux milieux intergalactiques et intra-amas. Notre objectif s’inscrit dans la thématique « origines » d’Astronet et de Cosmic Vision, en nous intéressant d’une part à la formation des grandes structures, et d’autre part à celles des étoiles, des systèmes planétaires et de la complexité moléculaire. L’organisation comprend plus spécifiquement trois thématiques :
- le milieu interstellaire de notre galaxie aux galaxies proches extérieures et le milieu intergalactique,
- le cycle de la poussière,
- nos origines : formation stellaire, complexité moléculaire et exoplanètes.
Nos activités s’appuient sur :
- Une implication instrumentale et scientifique forte dans les projets observationnels en cours avec Herschel et Planck et celles à venir (expérience ballon PILOT, SPICA). L’exploitation des données Herschel/Planck va en particulier occuper une place centrale dans nos activités dans les années à venir. Une participation importante des ITA est nécessaire afin de mener à bien l’expérience PILOT, d’assurer notre participation à l'instrument SAFARI sur SPICA sur lequel nous sommes déjà positionnés et finalement pour les développements de R&D nécessaires pour le positionnement sur les expériences futures : CMBPol, FIRI.
- Une implication scientifique forte dans les projets observationnels utilisant des télescopes au sol comme l’IRAM plateau de Bure, 30-mètres, CSO, JCMT, ATCA, GBT, etc... Les données acquises par ces télescope “single dish” ou interférométriques nous apportent un grand nombre d’informations analysées à l’aide de modèles et restituées à la communauté scientifique à travers la publication d’articles dans différents journaux à comité de lecture.
- Le développement de modèles pour interpréter l’émission de la poussière et celle du gaz, pour décrire le champ magnétique et la distribution des rayons cosmiques et pour simuler l’évolution physico-chimique de la matière. Il s’agira d’implémenter de nouvelles fonctionnalités dans le logiciel DUSTEM comme le traitement de la polarisation et de l’émission rotationnelle des grains, et dans le logiciel CASSIS comme de nouveaux codes de transfert du rayonnement dans les raies du gaz, et de développer un code d’évolution physico-chimique des macromolécules PAH.
- Le développement d’une plateforme d’astrophysique de laboratoire pour mener des études sur des analogues de la poussière interstellaire en synergie avec les problématiques observationnelles : PIRENEA pour l’étude des propriétés physico-chimiques des macromolécules et nanograins carbonés et ESPOIRS pour la spectroscopie des grains froids. Cette plateforme constituera l’une des plateformes expérimentales de l’OMP et elle est soutenue au niveau national par le PN PCMI. Son exploitation met en jeu des collaborations fortes avec des physico-chimistes de l’Université de Toulouse (IRSAMC : LCPQ, LPCNO et LCAR).
